CN106877428B - 电源管理电路和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了电源管理电路和方法。在该方法中，确定是否存在第一电压和/或电压源。基于该确定的第一结果，将第一电压变换为第二电压。升压变换器用于将第二电压变换为第三电压。可选地，基于该确定的第二结果，降压变换器用于将第三电压变换为第二电压。

Description

电源管理电路和方法
本申请是于2012年2月2日提交的申请号为201210023508.4的名称为“电源管理电路和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电气电源管理。
背景技术
传统上，当提供直流(DC)电压的电源连接至电池供电的电子***时，充电器或电池管理电路使用DC电压对电池充电。另外，电池管理单元(PMU)使用DC电压供电给该***中的应用电路。另一方面，当DC电压没有连接至该***时，电池施加电压并且供电给该应用电路。这些方法通常使用管理电路的电池管理电路和电源管理单元(PMU)，例如，从而确定什么时候采用来自电池的电力供应和什么时候采用来自DC电压源的电力供应。通常，电池管理电路和PUM为在互补芯片上所制造的两个分离单元。有效功率调节和减小的形状系数为可移动电子***设计的两个关键参数。
在申请人已知的电源管理***(PMU)中，电池管理电路和PMU使用开关DC-DC架构，从而改善了效率和最小化功率损耗。开关DC-DC架构通常采用功率电感器。使用分立功率电感器制造充电器和PUM的成本还是很昂贵，这是因为即使制造集成电路的硅成本已经降低了，分立电感器的成本也没有大幅降低。在多种情况下，分立电感器的成本几乎超过了全部硅的成本。功率电感器与半导体制造和装配工艺的结合很笨拙并且受到成本限制。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括：确定是否存在第一电压和/或生成所述第一电压的电压源；基于所述确定步骤的第一结果，执行以下步骤：将所述第一电压变换为第二电压；以及使用升压变换器将所述第二电压变换为第三电压；以及基于所述确定步骤的第二结果，使用降压变换器将所述第三电压变换为所述第二电压。
在该方法中，所述升压变换器包括：选择性地选自升压控制器和降压控制器的所述升压控制器；以及所述降压变换器包括：选择性地选自所述升压控制器和所述降压控制器的所述降压控制器。
在该方法中，所述升压变换器包括：升压控制器、具有第一电感端和第二电感端的电感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一开关、以及具有第四端、第五端、以及第六端信号线的第二开关；所述第一电感端被配置为接收所述第二电压；所述第二电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；并且所述降压变换器包括：所述降压控制器、所述电感器件、所述第一晶体管、以及所述第二晶体管。
在该方法中，进一步包括：使用所述第三电压对所述电池充电。
在该方法中，所述第三电压连接至所述升压控制器，并且，所述第二电压连接至所述降压控制器。
在该方法中，所述升压变换器和所述降压变换器共用驱动器，以控制所述升压变换器和所述降压变换器所使用的开关。
在该方法中，进一步包括：使用信号线(signal line)反映出所述第一结果和所述第二结果。
根据本发明的另一方面，提供了一种电路，包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；第一开关，具有第一端、第二端、以及第三端；第二开关，具有第四端、第五端、以及第六端；升压控制器；以及降压控制器，其中，所述第一电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置为选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；所述升压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作升压变换器，所述升压变换器将所述第一电压变换为所述第二电压；所述降压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作降压变换器，所述降压变换器将所述第二电压变换为所述第一电压。
在该电路中，进一步包括：电压变换器，被配置为将第三电压变换为所述第一电压。
在该电路中，进一步包括：信号线，被配置为开启所述电压变换器，并且选择性地选择出所述升压变换器，或者关闭所述电压变换器，并且选择性地选择出所述降压变换器。
在该电路中，进一步包括：电压检测器，被配置为基于是否存在所述第三电压所指示的结果，生成第一信号。
在该电路中，所述第三电压为由交流电压变换得到的直流电压。
在该电路中，进一步包括：电池，被配置为接收所述第二电压作为所述电池的充电电源。
在该电路中，所述升压控制器被配置为接收所述第二电压作为第一反馈电压，并且所述降压控制器被配置为接收所述第一电压作为第二反馈电压。
在该电路中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，所述驱动器被配置为驱动所述第三端和所述第六端。
根据本发明的又一方面，提供个一种电路，包括：电压变换器，被配置为将第一电压变换为第二电压；控制器，具有升压控制器和降压控制器；电感式开关电路，连接至所述控制器并且被配置为接收所述第二电压；电容器件，具有被配置为接收所述第二电压的一端；以及电荷库，具有第三电压，其中，所述升压控制器和所述降压控制器被选择性地配置为使得：所述电荷库、所述升压控制器和所述电感式开关电路用作升压变换器，所述升压变换器将所述第二电压变换为所述第三电压；以及所述电容器件、所述降压控制器、以及所述电感式开关电路用作降压变换器，所述降压变换器使用所述电荷库作为电源，从而提供了所述第二电压。
在该电路中，所述电感式开关电路包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；第一开关，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二开关，具有第四端、第五端、和第六端；所述第一电感端被配置为接收所述第二电压；所述第二电感端、所述第一开关的所述第一端、以及所述第二开关的所述第四端连接在一起；所述第二开关的所述第五端连接至所述电荷库；并且所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器。
在该电路中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，以控制所述第三端和所述第六端。
在该电路中，所述升压变换器和所述降压变换器基于所述第一电压而被选择性地配置。
在该电路中，所述第一电压为由交流电压变换得到的直流电压。
附图说明
在附图和以下描述中提出了本发明的一个或多个实施例的细节。从描述，附图和权利要求中可以明显发现其它特征和优点。
图1A为根据一些实施例的电路的结构图。
图1B为根据一些实施例的图1A中的电路的示图，其中，通过示例性实施例示出了各种电路。
图2为示出升压控制器的实施例的电路图。
图3为示出降压控制器的实施例的电路图。
图4为示出根据一些实施例的操作图1中的电路的方法的流程图。
在各个附图中，相似的参考标号指定相似的元件。
具体实施方式
以下使用具体的语言公开附图示出的实施例或示例。然而应该理解这些实施例和示例不是用于限定。公开的实施例中的任何变化和改变，以及本发明公开的原理的任何进一步应用都是预期的，因为本领域的普通技术人员通常会发生这种情况。在整个实施例中可能会重复参考数字，但是即使这些实施例使用相同的参考数字，也不要求将一个实施例中的部件应用到另一个实施例中。
一些实施例具有以下部件和/或优点之一或组合。电源管理***(PMS)使用较少的分立电感器。结果，减少了包含电感器的印刷电路板(PCB)的总面积。因为已经减少了相对较高成本的电感器的数量，所以也降低了制造PMS的成本。与采用无感基DC-DC调节器的其他传统架构相比较，PMS具有更大的功率效率。将充电器和PMS结合在一起，能够降低用于更完整紧凑的电气***的芯片尺寸和元件数量。各个实施例可应用于接收单个输入电压但是生成比输入电压更低和更高的输出电压的***。在一些实施例中，供电给应用电路并且同时对电池进行充电。该应用电压升高(boost)，从而对电池充电。使用控制电路，从而形成升压变换器和降压变换器。在一些实施例中，将电池电压降压变换为提供应用电压。各个实施例具有较好的功率效率，这是因为各个实施例使用了开关DC-DC变换器，从而对电池充电并且提供应用电压。
示例性电路
图1A为根据一些实施例的示例性电路100的结构图。
电路100从电源(未示出)接收DC电压VDC，例如，交流电流-直流电流(AC-DC)适配器、通用串行总线电源、车载充电器等。在一些实施例中，从AC电压转换为电压VDC。电压检测器110检测是否存在电压VDC并且生成信号EN。信号EN导通线性调节器122，该线性调节器提供了应用电压VAPP。电感式开关电路128包括：电感器118、开关115、以及开关125。控制器140控制了开关115和125的操作。控制器140与开关115和125以及电池130形成升压(boost orstep-up)变换器。电容器116用作滤波器，从而减少了电压VAPP的波动(ripple)，并且还用作降压(buck or step-down)变换器的一部分。电路100根据电压VDC存在与否在至少两种操作模式下运行。在第一操作模式下，当存在电压VDC时，线性调节器122使用电压VDC，从而通过电压VAPP供电给各个应用电路(未示出)。另外，电感器188、开关115、开关125、电池130、以及控制器140用作升压变换器，该升压变换器将电压VAPP变换为电压VBAT，从而对电池130充电。在第二操作模式下，当不存在电压VDC时，电容器116、电感器118、开关115、开关125、以及控制器140用作降压变换器，该降压变换器将电池电压VBAT变换为电源电压VAPP。
图1B为根据一些实施例的电路100的示图，其中，通过示例性实施例示出各个电路。在通过DC电压源供电的示例性移动电话的背景下进行以下描述，但是没有限定所公开的实施例。
在一些实施例中，DC电压检测器110包括比较器104，该比较器将电压VDC与已知的参考电压VREF11进行比较。DC电压检测器110检测是否存在DC电压源和电压VDC，并且生成信号EN。在一些实施例中，当将DC电压源接通到移动电话中时，存在电压VDC，并且当没有将DC电压源接通到移动电话中时，不存在电压VDC。在一些实施例中，当存在DC电压源时，在比较器104的正极端处的电压VDC高于在比较器104的负极端处的电压VREF11。结果，比较器104生成信号EN的高逻辑值(高电平，High)。但如果不存在电压VDC，则在比较器104的正极端处的电压VDC低于在负极端处的电压VREF11。因此，比较器104生成信号EN的低逻辑值(低电平，Low)。将信号EN用于使线性调节器122开启或关闭。例如，当信号EN为高电平时，线性调节器122开启。但如果信号EN为低电平时，则线性调节器122关闭。
线性调节器122基于电压VREF12将较高的电压VDC变换为较低的电压VAPP。在该语境下，电压VDC用作电压VAPP的电压源。在一些实施例中，电压VDC为5.0V至20.0V，而电压VAPP为约0.9V至1.2V。此外，电压VAPP提供给移动电话的各个应用元件，例如，应用处理器、基带处理器、数字芯片上***(SOC)、蓝牙(BT)收发器、音频编码解码器、相机模块等。
调节器122包括：放大器120和晶体管105。当信号EN为低电平时，放大器120和晶体管105均截止。结果，电压VAPP与电压VDC电断开。然而，当信号EN为高电平时，放大器120和晶体管105均导通。然后，放大器120将电压VAPP的电压值调节为与电压VREF12的相同的电压值。换言之，放大器120使放大器120的两个相应端子处的电压VREF12和电压VAPP相等。在一些实施例中，确定电压VAPP的目标值，并且将电压VREF12设置为将要生成的预定电压VAPP。有效地，电压VAPP的目标电压值为所提供的电压VREF12的电压值。
线性调节器122用于例证。将电压VDC变换为电压VAPP的其他电压变换器和/或线性调节器122的其他实施例在各个实施例的范围内。例如，将NMOS晶体管105替换为PMOS晶体管。在这种情况下，将电压VAPP和包括电感器188的相关电路连接至PMOS晶体管的漏极，并且反馈回放大器120的正极端。然后，将电压VREFF12连接至负极端。
在一些实施例中，通过电压VDC或者电压VBAT施加电压VAPP。当通过电压VDC提供电压VAPP时，电压VAPP还用于通过升压变换器对电池130充电。换言之，电压VAPP还用于生成电压VBAT。当电压VDC不可用时，电压VBAT通过降压变换器用作电压VAPP的电压源。电池130用于例证。可以对其他电路和器件充电，并且其他电路和器件提供了通过其他应用方式使用的充电电压，这些其他电路和器件在各个实施例的范围内。这些电路/器件的实例包括：电荷库、电容器等。
在图1B的实施例中，使用N沟道MOS(NMOS)晶体管实现开关115，并且使用P沟道MOS(PMOS)晶体管实现开关125。开关115和125中的每一个的其他实现方式在各个实施例的范围内，例如，包括NMOS晶体管、PMOS晶体管、双扩散金属氧化物半导体(DMOS)晶体管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。如在图1B中示例性地示出的，将NMOS晶体管115的漏极端(漏极)连接至PMOS晶体管125的漏极。NMOS晶体管115的源极端(源极)接地。PMOS晶体管125的源极连接至电池130。当通过不同类型的晶体管实现晶体管115和/125时，相应地改变源极/漏极连接。例如，如果晶体管115和125均为PMOS晶体管，则将PMOS晶体管115的源极连接至PMOS晶体管125的漏极。PMOS晶体管115的漏极接地。如果晶体管115为PMOS晶体管并且晶体管125为NMOS晶体管，则PMOS晶体管的源极连接至NMOS晶体管125的源极等。以上连接方式用于例证。用于不同类型的晶体管的不同连接方式在各个实施例的范围内，并且通过本领域中的普通技术人员阅读本发明以后，可了解这些不同连接。类似地，对于不同类型的晶体管，将改变晶体管的栅极处的电压值。例如，在图1B中示出，当晶体管115为NMOS晶体管并且晶体管125为PMOS晶体管时，晶体管115的栅极端(栅极)的高电压值将晶体管115导通，并且晶体管125的栅极的低电压值将晶体管125导通。
在一些实施例中，控制器140包括：升压控制器142、降压控制器146、以及驱动电路148。将驱动电路148连接至晶体管115和125。信号EN用于选择性地启动升压控制器142或降压控制器146，并且用于将驱动电路148连接至升压控制器142或降压控制器146。有效地，信号EN用于通过驱动电路148将升压控制器142或降压控制器146选择地连接至晶体管115和125。例如，当信号EN为高电平(High)时，通过驱动电路148将升压控制器142连接至晶体管115和125。反之，当信号EN为低电平(Low)时，通过驱动电路148将降压控制器146连接至晶体管115和125。驱动电路148用于例证。可选地，将升压控制器142或降压控制器146连接至晶体管115和125的其他机构包含在各个实施例的范围内。
升压控制器142、连同电感器118、晶体管115、晶体管125、以及电池130一起用作升压DC-DC变换器。在图2中示出了示例性升压变换器200。升压变换器接收电压VAPP作为输入，并且生成电池130的电压VBAT。在升压操作的一些实施例中，电压VBAT对电池130充电。此外，电压VAPP为约0.9V至1.2V，而电压VBAT根据电池130的充电状态为约2.7V至4.2V。升压控制器142控制晶体管115和125什么时候导通或截止。在一些实施例中，晶体管115和125交替导通。为了例证，当晶体管115导通并且晶体管125截止时，将升压变换器称作处于开启状态。另一方面，当晶体管115截止并且晶体管125导通时，将升压变换器称作处于关闭状态。
在一些实施例中，升压变换器的周期包括：当升压变换器开启时的开启时间(on-time)和当升压变换器关闭时的关闭时间(off-time)。为了例证，时间周期TON_BT代表了升压变换器开启的时间，并且TOFF_BT代表了当升压变换器关闭时的时间周期，DBT为升压变换器的工作周期。在调节期间，在升压变换器的工作周期和电压值之间的关系遵循以下等式：
DBT＝TON_BT/(TON_BT+TOFF_BT)
VBAT＝(1/(1-DBT))*VAPP或者 (1)
DBT＝1-(VAPP/VBAT)
在一些实施例中，已知电压VAPP，电压VBAT在2.7V至4.2V之间波动。升压控制器142基于电压VBAT的具体值调节工作周期DBT，从而满足等式(1)。当电压VBAT改变时，控制器142相应地调节工作周期DBT，从而继续满足等式(1)。
在一些实施例中，当电压VDC不可用或者电压VAPP与电压VDC断开时，通过电压VBAT施加电压VAPP。降压控制器146、连同电容器116、电感器118、晶体管115、以及晶体管125一起用作降压DC-DC变换器。降压变换器接收电压VBAT作为输入，并且生成电压VAPP作为输出。降压控制器146控制晶体管115和125什么时候导通或截止。为了例证，当晶体管125导体并且晶体管115截止时，将降压变换器称作开启状态。另一方面，当晶体管125截止并且晶体管115导通时，将降压变换器称作关闭状态。
在一些实施例中，降压变换器的周期包括：当降压变换器开启时的开启时间(on-time)和当降压变换器关闭时的关闭时间(off-time)。为了例证，时间周期TON_BK代表了降压变换器导通的时间，并且TOFF_BK代表了当降压变换器截止时的时间周期，DBK为降压变换器的工作周期。在调节期间，在降压变换器的工作周期和电压值之间的关系遵循以下等式：
DBT＝TON_BK/(TON_BK+TOFF_BK)和
VAPP＝DBK*VBAT (2)
在一些实施例中，已知电压VAPP，电压VBAT在2.7V至4.2V之间波动。降压控制器146基于电压VBAT的具体值调节工作周期DBK，从而满足等式(2)。当电压VBAT改变时，控制器146相应地调节工作周期DBK，从而继续满足等式(2)。
升压变换器
图2为根据一些实施例的升压变换器200的示图。升压变换器200由升压控制器142、电感器118、电池130、晶体管115、以及晶体管125形成。为了例证，示出了电容器116。升压变换器200将电压VAPP变换为电压VBAT。
误差放大器210将误差放大器210的负极端处的电池电压VBAT和误差放大器210的正极端处的已知基准电压VREF13之间的电压偏差放大。电压VREF13代表了电池130的目标电压值。在一些实施例中，电压VREF13代表了实际的目标电池电压。在一些其他实施例中，电压VREF13为目标电池电压的缩小形式(scaled down version)，并且电压VBAT相应缩小。误差放大器210基于输入电压VBAT和VREF13之间的电压偏差生成线上信号212。
在一些实施例中，斜率补偿电路220补偿了不期望的频率分量，该不期望的频率分量由在图2中的模拟元件(例如，电容器116、电感器118、以及电池130)生成。然后，斜率补偿电路220生成线上信号222。斜率补偿电路220提高了升压变换器200的相位裕度和稳定性。在一些实施例中，斜率补偿电路220还包括振荡电路(未示出)，该振荡电路生成周期信号，从而设置开关115和125的转换动作(switching activity)的频率。
误差比较器230将线上信号212和线上信号222进行比较，并且生成线上脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulated)信号232。基于误差放大器210和误差比较器230的操作，线上PWM信号232包含目标工作周期DBT的信息。
基于线上PWM信号232，栅极驱动器148在晶体管115和125的栅极处生成信号，从而控制了晶体管115和125。有效地，驱动器148基于线上PWM信号232控制晶体管115和125的栅极电压，从而将晶体管115和125导通和截止。基于晶体管115和125的转换连同电感器118和电池130的操作一起，通过电压VAPP生成电压VBAT，从而满足了以上等式(1)。
降压变换器
图3为根据一些实施例的降压变换器300的示图。降压变换器300由降压控制器146、电感器118、电容器116、晶体管115、以及晶体管125形成。为了例证，示出了电池130。降压变换器300将电压VBAT变换为电压VAPP。
误差放大器310、斜率补偿电路320、以及误差比较器330的操作与位于电路200中的相应误差放大器210、斜率补偿电路220、以及误差比较器230类似。然而，误差放大器310、斜率补偿电路320、以及误差比较器330的操作有助于降压操作，并且可通过本领域中的普通技术人员了解。
与电路200相比较，误差放大器310在负极端接收电压VAPP，而不是电压VBAT。将电压VAPP与基准电压VREF14相比较，该基准电压代表了应用电路(未示出)的目标电源电压。与接收缩小形式的电压VBAT的误差放大器210类似，误差放大器310也可以接收目标电压VAPP的缩小形式，并且VREF14相应地缩小。误差放大器310生成线上信号312，该线上信号表示了电源VAPP和目标基准电压VREF14之间的偏差。通过误差比较器330将线上信号312与斜率补偿比较器320的线上输出322相比较。将误差比较器330的线上比较输出信号332用作栅极驱动电路148的输入。与升压变换器电路200类似，在一些实施例中，斜率补偿电路320包括振荡电路(未示出)，该振荡电路生成时钟信号，从而设置晶体管115和125的转换频率。
与位于电路200中的升压变换器操作类似，位于电路300中的栅极驱动器148基于线上PWM信号332控制晶体管115和125的栅极电压。基于晶体管115和125的导通和截止以及电感器118和电容器116的操作，通过电压VBAT生成电压VAPP，从而满足了以上等式(2)。
在一些实施例中，栅极驱动电路148选择来自位于电路300中的误差比较器330的线上输出信号332，或者来自位于电路200中的误差比较器230的线上输出信号232，从而在晶体管115和125的栅极生成了信号。有效地，将电路200中的线上信号232和电路300中的线上信号332分别在升压操作或降压操作中选择性地连接至栅极驱动器148。驱动电路148基于来自位于升压控制器142中的误差比较器230的PWM信号或者基于来自位于降压控制器146中的误差比较器330的PWM信号来控制晶体管115和125的导通和截止。然后，栅极驱动器148在晶体管115和125的栅极生成信号，从而分别用作图2中的升压变换器200或者用作在图3中的降压变换器300。在一些实施例中，将本领域中的普通技术人员公知的缓冲器、电平位移器等实现为器件148。用作驱动器148的其他电路在各个实施例的范围内。
示例性方法
图4为示出根据一些实施例的操作电路100的方法的流程图。
在步骤405中，DC电压检测器110确定是否存在生成了电压VDC的电压源和/或电压VDC。为了例证，DC电压检测器110确定存在电压VDC。
在步骤407中，如果确定存在电压VDC，则在步骤410中，电压检测器110生成了具有高逻辑电平的信号EN。
在步骤415中，读出放大器120基于信号EN的高电压电平而启动。通过读出放大器120控制晶体管105。由电压VDC生成电压VAPP。
在步骤420中，控制器140基于信号EN的逻辑高电平选择升压控制器142。
在步骤425中，由升压控制器142、以及电感器118、电池130、晶体管115、和晶体管125形成升压变换器200，该升压变换器将电压VAPP变换为电压VBAT，从而对电池130充电。
然而，在步骤407中，如果确定不存在电压VDC，则在步骤445中，电压检测器110生成具有低逻辑电平的信号EN。
在步骤450中，读出放大器120关闭。晶体管105也截止。电压VAPP与电压VDC电断开。
在步骤455中，信号EN为低电平(Low)，并且控制器140选择降压控制器146。
在步骤460中，降压控制器146、以及电感器118、电容器116、晶体管115、和晶体管125用作降压变换器300，该降压变换器将电压VBAT变换为电压VAPP。换言之，VBAT用作电压VAPP的电压源。
已经描述了多个实施例。然而，可以理解，可以在不背离本发明的主旨和范围的情况下，进行各种修改。例如，示出为特定掺杂类型的各个晶体管(例如，N型或P型金属氧化物半导体(NMOS或PMOS))是为了例证。本发明的实施例不仅限于特定类型。选择不同掺杂类型的特定晶体管在各个实施例的范围内。用在以上描述中的各种信号的低逻辑电平或高逻辑电平(例如，低电平(Low)或高电平(High))也是为了例证。当激活或去激活信号时，各个实施例不仅限于特定电平。选择不同电平包含在各个实施例的范围内。用作升压控制器142和/或降压控制器146的不同电路包含在各个实施例的范围内。
仅作为例证，各个附图示出了使用分立电感器和电容器的电感器/电容器电路。可以使用等效电路。例如，可以使用电感器件、电路、或者网络(例如，电感器、电感器件、电路等的组合)替换电感器。类似地，可以使用电容器件、电路、或网络(例如，电感器、电感器件、电路等的组合)替换电感器。
一些实施例涉及一种方法。在该方法中，其中，确定是否存在第一电压和/或电压源。基于确定步骤的第一结果，将第一电压变换为第二电压。使用升压变换器，从而将第二电压变换为第三电压。可选地，基于确定步骤的第二结果，使用降压变换器，从而将第三电压变换为第二电压。
一些实施例涉及一种电路，该电路包括：电感器件、第一开关、第二开关、升压控制器、以及降压控制器。电感器件具有第一电感端和第二电感端。第一开关具有第一端、第二端、以及第三端。第二开关具有第四端、第五端、以及第六端。第一电感端连接至第一开关的第一端和第二开关的第四端。第三端和第六端被配置为选择性地连接至升压控制器或者降压控制器。升压控制器、电感器件、第一开关、以及第二开关被配置为用作升压变换器，该升压变换器将第一电压变换为第二电压。降压控制器、电感器件、第一开关、以及第二开关被配置为用作降压变换器，该降压变换器将第二电压变换为第一电压。
一些实施例涉及一种电路，该电路包括：电压变换器、控制器、电感式开关电路、电容器件、以及电荷库。电压变换器被配置为将第一电压变换为第二电压。控制器包括升压变换器和降压变换器。电感式开关电路连接至控制器并且被配置为接收第二电压。电容器件具有被配置为接收第二电压的一端。升压控制器和降压控制器被选择性地配置为使得电荷库、升压控制器、以及电感式开关电路用作升压变换器，该升压变换器将第二电压变换为第三电压，并且电感器件、降压控制器、以及电感式开关电路被配置用作降压变换器，该降压变换器使用第三电压作为电源，从而提供了第二电压。
以上方法仅为示例性步骤，但是没有必要按所示顺序实施这些步骤。根据所公开的实施例的主旨和范围，可以适当添加、替换多个步骤，改变多个步骤的顺序，和/或去除多个步骤。

Claims (20)

1.一种用于电源管理的方法，包括：
通过比较电压源的第一电压和第三参考电压，确定是否存在第一电压和/或生成所述第一电压的电压源；
响应于使能信号的第一状态转换放大器至导通状态，响应于所述使能信号的第二状态转换所述放大器至截止状态，其中，所述使能信号基于所述比较；
传输控制信号至第三晶体管，所述控制信号基于所述放大器的电平和第四参考电压之间的差；
基于所述确定步骤的第一结果，执行以下步骤：
基于所述控制信号控制第一节点处的第二电压；
将所述第一电压变换为处于所述第一节点的所述第二电压；以及
根据第二节点处的电压电平、第一参考电压的电压电平和第一斜率补偿电路的输出，使用升压控制器控制电感式开关电路将所述第二电压变换为处于所述第二节点处的第三电压；以及
基于所述确定步骤的第二结果，根据第一节点处的电压电平，第二参考电压的电压电平和第二斜率补偿电路的输出，使用降压控制器控制所述电感式开关电路将所述第三电压变换为处于所述第一节点处的所述第二电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述电感式开关电路包括：具有第一电感端和第二电感端的电感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一开关、以及具有第四端、第五端、以及第六端的第二开关；所述第一电感端连接至所述第一节点；所述第二电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；并且所述第一开关的所述第二端连接至第二节点；
降压变换器包括：所述降压控制器、所述电感器件、第一晶体管、以及第二晶体管。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用所述第三电压对电池充电。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三电压连接至所述升压控制器，并且，所述第二电压连接至所述降压控制器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，升压变换器和所述降压变换器共用驱动器，以控制所述升压变换器和所述降压变换器所使用的开关。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用信号线反映出所述第一结果和所述第二结果。
7.一种用于电源管理的电路，包括：
电感器件，具有第一电感端和第二电感端；
电压变换器，被配置为将第三电压变换为第一电压，包括：
比较器，电连接至比较器参考电压，并且电连接至电压源，所述电压源提供所述第三电压；
放大器，电连接至所述比较器，并且响应于所述比较器的使能信号在导通和截止状态之间转换，所述放大器电连接至放大器参考电压，并且电连接至所述第一电压；
晶体管，电连接至所述放大器，电连接至所述电压源，并且电连接至所述第一电压；
第一开关，具有第一端、第二端、以及第三端；
第二开关，具有第四端、第五端、以及第六端；
升压控制器；以及
降压控制器，
其中，
所述第一电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；
所述第三端和所述第六端被配置为选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；
所述升压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作升压变换器，在控制信号为第一状态时，根据所述第一开关的所述第二端的电压电平和第一参考电压的电压电平，所述升压变换器将处于所述电感器件的所述第一电感端的所述第一电压变换为处于所述第一开关的所述第二端的所述第二电压；
所述降压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作降压变换器，在所述控制信号为第二状态时，根据所述电感器件的所述第一电感端的电压电平和第二参考电压的电压电平，所述降压变换器将处于所述第一开关的所述第二端的所述第二电压变换为所述电感器件的所述第一电感端的所述第一电压。
8.根据权利要求7所述的电路，进一步包括：信号线，被配置为开启所述电压变换器，并且选择性地选择出所述升压变换器，或者关闭所述电压变换器，并且选择性地选择出所述降压变换器。
9.根据权利要求7所述的电路，进一步包括：电压检测器，被配置为基于是否存在所述第三电压所指示的结果，生成第一信号。
10.根据权利要求9所述的电路，其中，所述第三电压为由交流电压变换得到的直流电压。
11.根据权利要求7所述的电路，其中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，所述驱动器被配置为驱动所述第三端和所述第六端。
12.根据权利要求7所述的电路，其中，所述比较器比较所述第三电压和所述比较器参考电压以检测是否存在所述第三电压，并生成使能信号。
13.一种用于电源管理的电路，包括：
电压变换器，被配置为将第一电压变换为第二电压，其中，所述电压变换器包括：
比较器，电连接至比较器参考电压，并且电连接至电压源，所述电压源提供所述第一电压；
放大器，电连接至所述比较器，并且响应于所述比较器的使能信号在导通和截止状态之间转换，所述放大器电连接至放大器参考电压，并且电连接至所述第二电压；
晶体管，电连接至所述放大器，电连接至所述电压源，并且电连接至所述第二电压；
控制器，具有升压控制器和降压控制器；
电感式开关电路，连接至所述控制器并且被配置为接收所述第二电压；
电容器件，具有被配置为接收所述第二电压的一端；以及
电荷库，具有第三电压，
其中，所述升压控制器和所述降压控制器被选择性地配置为使得：
所述电荷库、所述升压控制器和所述电感式开关电路用作升压变换器；在控制信号为第一状态时，根据所述电荷库的第一端的电压电平、第一参考电压的电压电平，和第一斜率补偿电路的输出，所述升压变换器将所述第二电压变换为处于所述电荷库的所述第一端的所述第三电压；以及
所述电容器件、所述降压控制器、以及所述电感式开关电路用作降压变换器；在所述控制信号为第二状态时，根据所述电容器件的一端的电压电平、第二参考电压的电压电平和第二斜率补偿电路的输出，所述降压变换器使用所述电荷库作为电源，从而提供了处于所述电容器件的一端的所述第二电压。
14.根据权利要求13所述的电路，其中，
所述电感式开关电路包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；第一开关，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二开关，具有第四端、第五端、和第六端；
所述第一电感端被配置为接收所述第二电压；
所述第二电感端、所述第一开关的所述第一端、以及所述第二开关的所述第四端连接在一起；
所述第二开关的所述第五端连接至所述电荷库；并且
所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器。
15.根据权利要求14所述的电路，其中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，以控制所述第三端和所述第六端。
16.根据权利要求13所述的电路，其中，所述升压变换器和所述降压变换器基于所述第一电压而被选择性地配置。
17.根据权利要求13所述的电路，其中，所述第一电压为由交流电压变换得到的直流电压。
18.根据权利要求13所述的电路，其中，所述比较器比较所述第一电压和所述比较器参考电压以检测是否存在所述第一电压，并生成使能信号。
19.根据权利要求13所述的电路，其中，所述放大器使所述放大器参考电压与所述第二电压相等。
20.根据权利要求13所述的电路，其中，所述晶体管是NMOS晶体管或PMOS晶体管。
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